实验1 探究小车速度随时间变化的规律-【优学精研】2027年高考物理一轮总复习教用Word（提升版）
实验1 探究小车速度随时间变化的规律
原理装置图 |
（1） 不需要 平衡摩擦力。 （2） 不需要 满足悬挂槽码质量远小于小车质量。（均选填“需要”或“不需要”） |
操作要领 | （1）安装：按照实验装置，把打点计时器固定在长木板 无滑轮 的一端，接好电源； （2）连接：把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面； （3）释放：把小车停在靠近打点计时器处，先 接通电源 ，后 放开小车 ；小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带； （4）重复：更换纸带重复实验三次，选择一条比较理想的纸带进行测量、分析 |
数据处理 | （1）利用平均速度求瞬时速度：vn＝
（2）方法一：逐差法求加速度
a1＝ 方法二：利用速度—时间图像求加速度 作出速度—时间图像，通过图像的 斜率 求解小车的加速度 |
注意 | （1）平行：细绳、纸带与长木板平行。 （2）靠近：小车从靠近打点计时器的位置释放。 （3）先后：先接通电源后释放小车，先关闭电源后取下纸带。 | 误差分析 | （1）纸带运动时摩擦力不均匀，打点不稳定引起误差。 |
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事项 | （4）防撞：在到达长木板末端前让小车停止运动，防止槽码落地及小车与滑轮相撞。 （5）适当：悬挂的槽码要适当，避免纸带上打出的点太少或过于密集 |
| （2）计数点间距离的测量有偶然误差。 （3）作图有误差 |
一、教材原型实验
（2026·湖南娄底期末）在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz，实验装置和记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选取7个计数点A、B、C、D、E、F、G，相邻两计数点之间还有四个点未画出，已知相邻两计数点的间距如图所示。
（1）电磁打点计时器使用的是 交流电源 （选填“交流电源”或“直流电源”），工作电压为 8 V （选填“8 V”或“220 V”）。安装纸带时，需要将纸带置于 复写纸 （选填“复写纸”或“墨粉纸盘”）的 下方 （选填“上方”或“下方”）。
（2）下列关于本实验，说法正确的是 BDE （填选项前字母）。
A.实验时，先释放小车，再接通电源
B.释放小车时，小车应靠近打点计时器释放
C.本实验中，必须调节长木板水平
D.实验前，应调节细线与长木板平行
E.安装打点计时器时，应使限位孔在长木板的中心轴线上
（3）相邻两计数点之间的时间间隔T＝ 0.10 s，B点的瞬时速度为vB＝ 0.40 m/s，小车的加速度a＝ 0.80 m/s2（计算结果保留2位有效数字）。
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（4）如果当时电网中交变电流的频率稍有增大，从50 Hz变成了60 Hz，而做实验的同学并不知道，仍按照50 Hz进行数据处理，那么速度的测量值与实际值相比 偏小 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
解析：（1）电磁打点计时器使用的是低压交流电源，工作电压为8 V，安装纸带时，应将纸带置于复写纸的下方。
（2）实验时，先接通电源，再释放小车，选项A错误；释放小车时，小车应靠近打点计时器，选项B正确；本实验中，不一定必须调节长木板水平，只要小车能做加速运动即可，选项C错误；实验前，应调节细线与长木板平行，选项D正确；安装打点计时器时，应使限位孔在长木板的中心轴线上，以减小纸带和限位孔之间的摩擦力，选项E正确。
（3）相邻两计数点之间还有四个点未画出，故打相邻两计数点的时间间隔为T＝5×0.02 s＝0.10 s；根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，可得vB＝
＝0.40 m/s；根据逐差公式可得，小车运动的加速度为a＝
＝
×0.01 m/s2≈0.80 m/s2。
（4）如果当时电网中交变电流的频率稍有增大，从50 Hz变成了60 Hz，而做实验的同学并不知道，仍按照50 Hz进行数据处理，则实验计算用的频率值偏小，得到的计数点间的时间间隔偏大，则速度的测量值偏小，即速度的测量值小于真实值。
（2026·江苏无锡期中）某实验小组使用如图甲所示的装置探究小车做匀变速直线运动的规律。实验所使用交流电的频率为50 Hz。
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